離心泵內(nèi)部流動(dòng)測(cè)試研究進(jìn)展3

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1、離心泵內(nèi)部流動(dòng)測(cè)試研究進(jìn)展3袁建平袁壽其何志霞黃良勇劉厚林【摘要】離心泵內(nèi)部流動(dòng)是復(fù)雜的非定常流動(dòng)，其內(nèi)部流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和能量損失機(jī)理仍不清楚。本文分析了離心泵內(nèi)部幾種流動(dòng)現(xiàn)彖，如動(dòng)靜部件干涉、回流、尾流和旋轉(zhuǎn)失速等，介紹了離心泵內(nèi)部流動(dòng)測(cè)量的各種方法，并簡(jiǎn)要評(píng)述半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)離心泵內(nèi)部流動(dòng)測(cè)試的研究進(jìn)展。關(guān)鍵詞：離心泵內(nèi)部流動(dòng)測(cè)量進(jìn)展中圖分類號(hào):TH311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AResearchAdvanceinFlowofCentrifuga1PumpsYuanJianpingYuanShouqiHeZhixiaHuangLiangyongLiuHoulin(JiangsuUni

2、versity)AbstractTheflowinacentrifugalpumpisacomplexandunsteadyflow.Itsflowstructureandmech2anismofenergylossarenotyetclear.Inthispaper,weanalyzedseveralflowphenomenaincen2trifugalpumps,i.e.rotor2statorinteraction,back2flow,wake2flowandrotatingstalling,andin2troducedsomeflowmeasuringmeth

3、odsforcentrifugalpumps.Wealsomadeasurveyofthemea2suringresearchoninsideflowofcentrifugalpumpsinthepast50years.Intheendofthispaper,wepointedoutthepresentproblemsintheflowmeasuringofcentrifugalpumps,researchtrendinthefutureandmajorsubjectsoftheauthors.KeywordsCentrifugalpumps,Innerflow,Me

4、asure,Advance收稿日期：200308263國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)口(項(xiàng)1=1編號(hào)：50279011)和江蘇省應(yīng)用基礎(chǔ)基金資助項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):BJ2000006)袁建平江蘇大學(xué)流體機(jī)械工程技術(shù)研究中心助理研究員,212013鎮(zhèn)江市袁壽其江蘇大學(xué)流體機(jī)械工程技術(shù)研究中心教授博士生導(dǎo)師何志霞江蘇大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院博士生黃良勇江蘇大學(xué)流體機(jī)械工程技術(shù)研究屮心博士生劉厚林江蘇大學(xué)流體機(jī)械工程技術(shù)研究中心副研究員引言離心泵作為重要的能量轉(zhuǎn)換和流體輸送的能量提供裝置，廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各部門(mén)以及航空航天等尖端技術(shù)領(lǐng)域。因此，提高泵的效率，擴(kuò)大其運(yùn)行范國(guó)，提高運(yùn)行安

5、全和可靠性，降低振動(dòng)和噪聲，不僅具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而R對(duì)提高我國(guó)泵工業(yè)發(fā)展水平具有重耍意義。這就需耍對(duì)離心泵內(nèi)部的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和能量損失的發(fā)生機(jī)理進(jìn)行深入研究。認(rèn)識(shí)離心泵內(nèi)部流場(chǎng)的各種方法中試驗(yàn)測(cè)試是最基本和最可信的研究方法。近十幾年以來(lái)發(fā)展的現(xiàn)代流動(dòng)顯示技術(shù)，一般均兼有定性顯示和定量測(cè)量的能力，有的已實(shí)現(xiàn)了對(duì)非定常復(fù)雜流動(dòng)的空間結(jié)構(gòu)的嶙態(tài)顯示與測(cè)量［1］。這些測(cè)試技術(shù)應(yīng)用在離心泵內(nèi)部流場(chǎng)測(cè)試上，有助于認(rèn)識(shí)離心泵內(nèi)部流動(dòng)的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和能量損失機(jī)理,提高離心泵設(shè)計(jì)水平。1離心泵內(nèi)部流動(dòng)測(cè)試方法離心泵內(nèi)部流動(dòng)測(cè)量技術(shù)主要有非光學(xué)測(cè)量技術(shù)和流動(dòng)顯示技術(shù)。非光學(xué)測(cè)量技術(shù)主要包括探

6、針和熱線熱膜技術(shù)，如多孔探針、旋轉(zhuǎn)探針、熱線熱膜風(fēng)速儀(HWFA)和渦量探針等，這種測(cè)量技術(shù)的缺點(diǎn)是探針等介入會(huì)擾動(dòng)真實(shí)流場(chǎng)，且需復(fù)雜的遙測(cè)技術(shù)將釆集信號(hào)從轉(zhuǎn)子傳遞到靜止參考系。流動(dòng)顯示技術(shù)可分為傳統(tǒng)的流場(chǎng)顯示技術(shù)和現(xiàn)代流場(chǎng)顯示技術(shù)，而傳統(tǒng)的流動(dòng)顯示技術(shù)又可分為壁面顯跡法、絲線法、示蹤法和光學(xué)法4類,具體有氫氣泡法、彩色氨氣泡法、油流法、絲線法、陰影法、紋影法、干涉法等。由于離心泵特殊的幾何結(jié)構(gòu)及復(fù)雜的內(nèi)部流動(dòng)，目前對(duì)內(nèi)部流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量技術(shù)提出了更苛刻的要求。隨著近代各種技術(shù)日益成熟和完善，流動(dòng)顯示技術(shù)得到了新的發(fā)展，產(chǎn)生了高響應(yīng)、非接觸的現(xiàn)代流動(dòng)顯示技術(shù)，包括激光多

7、普勒測(cè)速(LDV)技術(shù)、相位多普勒(PDPA)技術(shù)、粒子圖像測(cè)速(PIV)技術(shù)、激光誘發(fā)熒光(LIF)技術(shù)、激光分子測(cè)速(LMV)技術(shù)和壓敏涂層測(cè)壓(PSP)技術(shù)等［1］。2離心泵內(nèi)部流動(dòng)現(xiàn)象與其他葉輪機(jī)械內(nèi)的流動(dòng)樣，離心泵內(nèi)部的流動(dòng)也屬于非定常流動(dòng)范疇。由于離心泵非定常流動(dòng)的特點(diǎn)，離心泵內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生以下復(fù)雜非定常流動(dòng)現(xiàn)彖。211動(dòng)靜部件干涉由于葉輪的旋轉(zhuǎn)，葉輪出口邊界條件與蝸殼或?qū)~進(jìn)口的邊界條件發(fā)生周期性變化,導(dǎo)致葉輪和蝸殼或?qū)~之間存在周期性的非定常勢(shì)流干涉，葉輪通過(guò)靜止部件的勢(shì)流場(chǎng)，引起流場(chǎng)的壓力脈動(dòng)；另外，葉輪出口的尾流影響靜止部件內(nèi)的流動(dòng)，